[發明專利]空心杯電機的斜繞組及其繞制方法和有刷空心杯電機

在審

• 申請號: 202210199278.0
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114530963A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 袁永杰;鄭文鵬;趙金磊;王崢;張志偉;方曉強;張苗苗;尤瑩;張庭;李立娜
• 申請（專利權）人: 上海微電機研究所（中國電子科技集團公司第二十一研究所）
• 主分類號: H02K3/04
• 分類號: H02K3/04;H02K3/28;H02K13/04;H02K15/04
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

一種空心杯電機的斜繞組，由設置在虛擬空心圓柱體內壁與外壁上的多個繞組元件構成，多個繞組元件沿虛擬空心圓柱體周向依次排列，每個繞組元件由多根漆包導線并聯并排繞制而成，虛擬空心圓柱體內外壁上的內層繞組元件與外層繞組元件在虛擬空心圓柱體的周向上交錯設置，每個繞組元件周向上的首端設置有一個首端抽頭，尾端設置有一個尾端抽頭，內層繞組元件的首端抽頭和與內層繞組元件的首端抽頭相鄰的外層繞組元件的尾端抽頭斜跨并接，內層繞組元件的尾端抽頭和與內層繞組元件的尾端相鄰的外層繞組元件的首端抽頭斜跨并接。由于內外層繞組元件串接不會出現位置差異及周長不等的情況，避免了由于反電勢差異產生的環流，提高了電機性能。

技術領域

本發明涉及一種空心杯電機繞組，尤其涉及一種用于消除環流的空心杯電機斜繞組及其繞制方法和具有其的有刷空心杯電機。

背景技術

近年來，空心杯電機由于其具有效率高、功率密度高、火花小、無齒槽轉矩、運行平穩等特點，廣泛應用于各種工業設備和伺服機構中，作為驅動元件使用?？招谋姍C不使用帶齒槽的鐵芯安放繞組，而是由漆包線繞制成的杯型繞組。根據繞制形式不同，可以分為直繞組、斜繞組、菱形繞組、六邊形繞組等等。

空心杯電機與其他電機最大的區別在于電樞僅由繞組繞制而成，省去了嵌放繞組的鐵芯，由于不是在鐵芯槽放置繞組，因此繞組的對稱性不易保證。若多層并繞繞組上下層間出現位置差異，則會造成并繞繞組之間反電勢不同，從而產生環流。

以兩層的并聯斜繞組為例，一般繞組由單股導線繞制，先繞制內層繞組元件，占據內側圓周一圈，再繞制外層繞組元件元件，占據外側圓周一圈。繞制完成后對應內外層繞組元件并聯，由于上下層的周長不同，上下層繞組繞制存在一定的不對稱性，這時上下層繞組并聯后由于反電勢有差異就會有環流產生，影響電機性能。

發明內容

綜上所述，如何解決現有空心杯電機的雙層斜繞組，繞組并聯后由于上下層導線的不對稱、周長不同而出現反電勢差產生環流，影響電機性能的問題，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

為解決上述問題，本發明提供了一種空心杯電機的斜繞組，斜繞組由多個繞組元件構成；繞組元件由多根漆包導線并聯并排繞制而成；繞組元件分為內層繞組元件與外層繞組元件；內層繞組元件與外層繞組元件有多個，分別設置在虛擬空心圓柱體內壁與外壁上，并沿虛擬空心圓柱體周向依次排列設置；

內層繞組元件與外層繞組元件在虛擬空心圓柱體的周向上交錯設置；繞組元件周向上的首端設置有一個首端抽頭，尾端設置有一個尾端抽頭；內層繞組元件的首端抽頭和與內層繞組元件的首端抽頭相鄰的外層繞組元件的尾端抽頭斜跨并接，內層繞組元件的尾端抽頭和與內層繞組元件的尾端相鄰的外層繞組元件的首端抽頭斜跨并接。

優選地，繞組元件的首端抽頭與尾端抽頭沿虛擬空心圓柱體的軸向同一方向設置。

優選地，多個內層繞組元件與多個外層繞組元件的個數相等；多個內層繞組元件間等距設置，多個外層繞組元件間等距設置。

優選地，多個內層繞組元件與多個外層繞組元件的線圈總匝數相等。

優選地，多個內層繞組元件中每個內層繞組元件的線圈匝數相等；每個內層繞組元件與每個外層繞組元件的線圈匝數相等。

優選地，多個內層繞組元件與多個外層繞組元件的數量均為N個；在虛擬空心圓柱體內壁與外壁上還分別設置有1個內層繞組子元件和1個外層繞組子元件，1個內層繞組子元件和1個外層繞組子元件共同形成一個繞組元件，內層繞組子元件在虛擬空心圓柱體周向上位于第1個內層繞組元件和第N個內層繞組元件之間，外層繞組子元件在虛擬空心圓柱體周向上位于第1個外層繞組元件和第N個外層繞組元件之間。

優選地，內層繞組子元件和外層繞組子元件的線圈匝數相等。